Chercheur Postdoctoral en Spectroscopie Pompe Sonde de Nanostructures Semi-Conductrices H/F CNRS

Détail du poste

L'Opération Spectroscopie Optique des Solides (OSS) de l'Institut Pascal a développé une expertise reconnue internationalement dans le domaine de la spectroscopie optique de nanostructures semiconductrices et plus particulièrement des exciton-polaritons dans des microcavités ou des guides de lumière qui sont à la base des composants optiques du futur. L'équipe maîtrise l'analyse de propriétés optiques de la matière à l'échelle de la femtoseconde et souhaite développer des études d'optique non linéaire résolues en temps sous forte excitation. Actuellement, la plateforme
expérimentale de spectroscopie optique repose sur diverses sources laser (continues, quasi-continues (de type Q-switched) et femtoseconde). La chaine femtoseconde, associée à un système de détection ultra-rapide (streak camera avec une
résolution d'une picoseconde) permet d'étudier la dynamique des transitions optiques à l'échelle de la picoseconde. Cependant cette dernière permet d'obtenir des énergies par impulsion de seulement quelques nano-joules, ce qui limite fortement sont utilisation pour des expériences d'optique non linéaire.
Afin d'augmenter les potentialités de la plateforme expérimentale actuelle et d'accéder à des énergies par impulsion supérieures à la dizaine de micro-joules (dans un large domaine de longueurs d'onde allant du visible à l'ultra-violet), l'équipe va acquérir un nouveau dispositif femtoseconde plus puissant constitué principalement d'un laser de pompe et d'un amplificateur paramétrique optique (OPA). La résolution temporelle des mesures « pompe-sonde » visée avec ce nouvel appareillage n'est régie que par la durée des impulsions laser et non par la bande passante des photo-détecteurs ou de
l'électronique d'acquisition du signal. Ces mesures pompe-sonde nécessitent donc une source laser accordable émettant des impulsions d'une centaine de femtosecondes au maximum.
Ce dispositif permettra d'étudier la dynamique des phénomènes quantiques qui se produisent à des échelles de temps inférieures à la picoseconde et qui régissent le fonctionnement des composants optoélectroniques du futur ; les applications à terme pourraient concerner la cryptographie et la communication quantiques avec des niveaux de sécurité de transmission jamais encore atteints.
Le candidat recruté réalisera l'installation du nouveau dispositif expérimental permettant d'effectuer des expériences d'optique non linéaire de type « pompe-sonde » résolues en temps à l'échelle de la femtoseconde.
Activités
- Le candidat recruté effectuera en premier lieu un travail préliminaire d'étude et de veille technologique sur les expériences d'optique de type « pompe-sonde » sous excitation femtoseconde afin de déterminer l'architecture de la nouvelle expérience de spectroscopie et son insertion dans la plateforme expérimentale existante. Il devra réfléchir également au choix et à la mise en place d'un système de détection optimal.
- Le candidat recruté aura ensuite en charge (i) la réception du matériel, (ii) l'installation du laser femtoseconde avec son amplificateur paramétrique optique pour l'accordabilité en longueur d'onde du faisceau « pompe », (iii) la génération du continuum de lumière blanche allant jusqu'au proche ultra-violet (320nm) pour le faisceau « sonde » ainsi que (iv) la gestion du système de détection. Il participera aux premières expériences « pompe-sonde » sur des nanostructures semiconductrices existantes à base de GaN et ZnO. Ces expériences permettront de confirmer et d'affiner des résultats expérimentaux déjà obtenus en spectroscopie quasi-continue lié à la modification des propriétés optiques de ces structures sous forte excitation. Une publication rapide des premiers résultats est attendue.
Compétences
Connaissances :
- Optique non linéaire, spectroscopie femtoseconde, optique expérimentale, physique de la matière condensée, physique des nanostructures semiconductrices.
Compétences opérationnelles :
- Le candidat aura un profil d'expérimentateur dans le domaine de la spectroscopie optique et devra posséder une première expérience en spectroscopie femtoseconde et ou en optique non-linaire.
Compétences comportementales :
- Le candidat devra s'intégrer rapidement à l'Opération Spectroscopie des Solides. Le travail en équipe lui permettra de profiter de l'expérience de cette équipe dans le domaine de la spectroscopie des nanostructures semiconductrices.
Prérequis / Formation souhaitée :
Doctorat de Physique dans la Spécialité « Milieux denses et matériaux » ou « Milieux dilués et optique » (section 28 et 30 du CNU respectivement) précédé d'une formation solide en Physique.
Contexte de travail

La personne recrutée sera affectée à l'axe PHOTON de l'Institut Pascal, et plus particulièrement au sein de l'Opération Spectroscopie des Solides (OSS) qui poursuit des activités de recherche sur les matériaux et nano-structures à base de semiconducteurs à grand gap tels GaN, (Al, Ga)N et ZnO. Outre les expériences de spectroscopie dont elle dispose (ellipsométrie, photoluminescence, réflectivité, transmission, spectroscopie femto-seconde et spectroscopie résolue spatialement), l'équipe a développé principalement son expertise dans les deux directions suivantes :
- Des expériences d'optique non-linéaire de mélange à quatre ondes dégénérées dans le domaine de l'UV,
- Des expériences de micro-photoluminescence permettant l'étude de l'objet unique de taille micro- ou nano-métrique.

Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.